針對太陽能無人機(jī)因追求極致的飛行效率,使得翼載荷越來越小、導(dǎo)致突風(fēng)敏感的問題,采用多重參考坐標(biāo)系法和網(wǎng)格速度法,對時變風(fēng)場中耦合螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)菱形翼布局太陽能無人機(jī)陣風(fēng)響應(yīng)特性進(jìn)行了研究。首先,對多重參考坐標(biāo)系法、網(wǎng)格速度法及低雷諾數(shù)數(shù)值模擬法進(jìn)行了數(shù)值驗證;接著,對菱形翼布局太陽能無人機(jī)時變風(fēng)場中三個不同迎角下有無動力構(gòu)型的陣風(fēng)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究表明:帶動力構(gòu)型升力系數(shù)陣風(fēng)響應(yīng)增量在各個迎角下均大于干凈構(gòu)型;隨著陣風(fēng)干擾幅值的增大,機(jī)翼的有效迎角逐步增大,帶動力構(gòu)型螺旋槳滑流影響逐步增強(qiáng),槳后層流分離泡逐步消失;在滑流下洗區(qū)域,前緣負(fù)壓力峰值逐步消失,上洗區(qū)域最大壓力系數(shù)幅值相比干凈構(gòu)型大幅增加。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1螺旋槳-機(jī)翼構(gòu)型

本文計算對象為菱形翼布局太陽能無人機(jī),由前翼(Frt-wing)、后翼(Aft-wing)、外翼(Out-wing)組成,前翼后掠,后翼前掠,前后翼相互搭接,形成一個框架結(jié)構(gòu)。這不僅能夠有效增加飛機(jī)整體的剛度,還能有效增加太陽能電池片的鋪設(shè)面積。飛機(jī)的展長為14.4m,弦長為0....

圖2局部網(wǎng)格示意圖

本文采用ICEM商業(yè)軟件進(jìn)行建模。由于計算對象具有對稱性,為了提高計算效率,僅對一側(cè)流場進(jìn)行計算,因此采用半實體模型。無人機(jī)所處的非旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模,近壁面網(wǎng)格y+取0.5,網(wǎng)格量為450萬;對螺旋槳所處的旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模,網(wǎng)格量為200萬。圖2為建立的實體模型....

圖3升力響應(yīng)計算結(jié)果

通過NACA0006翼型[14]算例進(jìn)行網(wǎng)格速度法準(zhǔn)確性驗證。在Ma=0.3,α=0°時,使翼型突然受到一個豎直向上、幅值為0.08倍自由來流的陣風(fēng)。定義無量綱時間為:S=2V∞t/c,其中c為翼型的氣動弦長。升力響應(yīng)如圖3所示。由圖3可知,本文采用的網(wǎng)格速度法計算結(jié)果與文獻(xiàn)值符....

圖4螺旋槳拉力計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比

參考前文0.4064m×0.2032m雙葉螺旋槳的靜態(tài)地面試驗結(jié)果,對MRF方法進(jìn)行驗證。試驗參數(shù)取來流速度為0m/s,試驗高度為450m。圖4為螺旋槳拉力試驗結(jié)果與MRF方法計算結(jié)果對比。可以看出,采用MRF方法計算螺旋槳拉力與試驗結(jié)果符合良好,表明本文采用的方法可....

本文編號：3974905